JP2011171024A - Led lighting device - Google Patents

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Takuro Hiramatsu
拓朗 平松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED lighting device preventing flicker of light-emitting diodes caused by a stray capacitance between the diodes and a case, irrespective of a structure of a power supply device. <P>SOLUTION: The LED lighting device is provided with a grounded metallic case 2 with an opening 12, an LED module 3 arranged inside the case 2 so as irradiation light of the light-emitting diodes 20 to be irradiated outside from the opening 12 of the case 2 and having regions formed with stray capacitances generated at a substrate 21 to be relatively large and small in an arrangement relation with the case 2, an insulator 4 arranged between the case 2 and the other face of the substrate 21 at a side of the region with relatively large stray capacitance with the case 2, and a power supply device for lighting the light-emitting diodes 20 of the LED module 3. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

発光ダイオードを光源とし、その放射光を照明に利用するLED照明装置に関する。 The present invention relates to an LED illumination device that uses a light emitting diode as a light source and uses the emitted light for illumination.

この種のLED照明装置は、複数個の発光ダイオードが基板に実装されてLEDモジュール化され、例えば金属製の筐体(器具本体)に配設されている。LEDモジュールは、発光ダイオードを点灯する電源装置からの出力線を接続していので、LED照明装置は、その筐体がアース線により接地されているものがある。 In this type of LED lighting device, a plurality of light emitting diodes are mounted on a substrate to form an LED module, and are disposed in, for example, a metal housing (apparatus body). Since the LED module is connected to an output line from a power supply device that turns on the light emitting diode, some LED lighting devices have a casing grounded by a ground wire.

そして、発光ダイオードと筐体との間には浮遊容量が発生することが知られており、電源装置の出力線に重畳したノイズ電圧によるパルス電流が発光ダイオードから浮遊容量を介してアース線に流れることにより、発光ダイオードにおいてちらつきや破壊などが発生することが知られている。このノイズ電圧による発光ダイオード(LED)の破壊が防止されるLED点灯装置が提案されている(例えば特許文献1参照。)。この従来技術のLED点灯装置は、LEDユニットと電源ユニットにて構成され、その電源ユニットは、整流回路とDC−DCコンバータ回路を金属ケース内に収納している。 It is known that a stray capacitance is generated between the light emitting diode and the housing, and a pulse current due to a noise voltage superimposed on the output line of the power supply device flows from the light emitting diode to the ground line through the stray capacitance. As a result, it is known that flickering or destruction occurs in the light emitting diode. There has been proposed an LED lighting device that prevents destruction of a light emitting diode (LED) due to the noise voltage (see, for example, Patent Document 1). This LED lighting device of the prior art is composed of an LED unit and a power supply unit, and the power supply unit houses a rectifier circuit and a DC-DC converter circuit in a metal case.

そして、DC−DCコンバータ回路の2次側グランドを金属ケースに接続する対地ノイズ電圧バイパス用のコンデンサを設けるとともに、金属ケースとLEDユニットの導電部とを接続するアース線を設け、前記コンデンサの静電容量は、LEDユニットの各LEDと導電部との間の合成浮遊容量よりも大きく設定したものである。これにより、交流電源に対地ノイズ電圧が印加されたときに、LEDユニットの浮遊容量を介して対地ノイズ電圧によるパルス電流が流れようとしても、前記コンデンサを介してパルス電流がバイパスされるので、LEDの耐圧を超えるパルス電流が流れることを防止でき、LEDの破壊が生じないというものである。 Then, a ground noise voltage bypass capacitor for connecting the secondary side ground of the DC-DC converter circuit to the metal case is provided, and an earth wire for connecting the metal case and the conductive portion of the LED unit is provided. The electric capacity is set larger than the combined stray capacity between each LED of the LED unit and the conductive portion. As a result, when a ground noise voltage is applied to the AC power source, even if a pulse current due to the ground noise voltage flows through the stray capacitance of the LED unit, the pulse current is bypassed through the capacitor. It is possible to prevent a pulse current exceeding the withstand voltage of the LED from flowing, and the LED is not destroyed.

しかし、上記従来技術のLED点灯装置は、LEDの耐圧を超えるパルス電流が流れることを防止するものであり、対地ノイズ電圧によるパルス電流やDC−DCコンバータ回路からの漏れ高周波電流が浮遊容量の大きいLEDと導電部との間を介してアースに流れることがあり、これにより、個々のLEDの点灯状態がちらつくことがある。このLEDのちらつきを防止するには、LED点灯装置のコンデンサ容量を相当大きくする必要がある。この結果、前記コンデンサが大形化や高コスト化し、LED点灯装置が大形化し、高コスト化する。さらに、前記コンデンサは、DC−DCコンバータ回路の2次側グランドと金属ケースとの間に接続するので、少なくとも数百ボルトの耐電圧を必要とする高価な部品となる。これにより、LED点灯装置がさらにコスト上昇するものである。 However, the LED lighting device of the above prior art prevents a pulse current exceeding the withstand voltage of the LED from flowing, and the pulse current due to the ground noise voltage and the high-frequency current leaked from the DC-DC converter circuit have a large stray capacitance. It may flow to ground through between the LED and the conductive part, and thereby the lighting state of each LED may flicker. In order to prevent the flickering of the LED, it is necessary to considerably increase the capacitor capacity of the LED lighting device. As a result, the capacitor is increased in size and cost, and the LED lighting device is increased in size and cost. Furthermore, since the capacitor is connected between the secondary side ground of the DC-DC converter circuit and the metal case, it becomes an expensive part requiring a withstand voltage of at least several hundred volts. This further increases the cost of the LED lighting device.

特開2008−130438号公報(第4−6頁、第1図)JP 2008-130438 A (page 4-6, FIG. 1)

特許文献1のLED点灯装置では、発光ダイオードとLEDユニット間の浮遊容量に起因する発光ダイオードのちらつきを十分抑制することはできない。そして、対地ノイズ電圧による発光ダイオードのちらつきを防止するためにノイズフィルタ回路を使用することも考えられるが、ノイズフィルタ回路を付加することによって、LED点灯装置が大形化や高コスト化してしまう。 In the LED lighting device of Patent Document 1, flickering of the light emitting diode due to stray capacitance between the light emitting diode and the LED unit cannot be sufficiently suppressed. Although it is conceivable to use a noise filter circuit to prevent flickering of the light emitting diode due to the ground noise voltage, the addition of the noise filter circuit increases the size and cost of the LED lighting device.

本発明は、電源装置の構成によらずに、発光ダイオードおよび筐体間の浮遊容量に起因する発光ダイオードのちらつきを防止するLED照明装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an LED lighting device that prevents flickering of a light emitting diode caused by stray capacitance between the light emitting diode and a housing, regardless of the configuration of the power supply device.

請求項1に記載のLED照明装置の発明は、開口部を有し、接地される金属製の筐体と;発光ダイオードが一方の面側に実装された基板を有し、発光ダイオードの放射光が筐体の開口部から外方に出射されるように筐体内に配設され、前記筐体との配置関係において前記基板に発生する浮遊容量が相対的に大小となる領域が形成されているLEDモジュールと;筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の基板の他方の面と筐体との間に配設された絶縁体と;LEDモジュールの発光ダイオードを点灯する電源装置と;を具備していることを特徴とする。 The invention of the LED lighting device according to claim 1 includes a metal housing having an opening and being grounded; a substrate on which the light emitting diode is mounted on one surface side, and the emitted light of the light emitting diode Is disposed in the housing so as to be emitted outward from the opening of the housing, and a region is formed in which the stray capacitance generated in the substrate is relatively large in the positional relationship with the housing. An LED module; an insulator disposed between the housing and the other surface of the substrate on the region side where the stray capacitance with the housing is relatively large; a power supply device that lights a light emitting diode of the LED module; It is characterized by comprising.

本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。 In the present invention and the following inventions, each configuration is as follows unless otherwise specified.

LEDモジュールと電源装置とは、電源装置の出力線(リード線)により電気接続される。そして、ノイズは、当該出力線と接地された筐体(アース)との間に発生する。 The LED module and the power supply device are electrically connected by an output line (lead wire) of the power supply device. Noise is generated between the output line and a grounded case (earth).

「浮遊容量が相対的に小」とは、この浮遊容量の小の基板領域と筐体との間にノイズが印加されても、発光ダイオードのちらつきが人に視認されにくいほどの極めて小さい浮遊容量であることを意味する。一方、「浮遊容量が相対的に大」とは、この浮遊容量の大の基板領域と筐体との間にノイズが印加されると、人に視認される発光ダイオードのちらつきが発生する浮遊容量であることを意味する。 “Relatively small stray capacitance” means that the stray capacitance is so small that even if noise is applied between the small stray capacitance substrate area and the housing, flickering of the light-emitting diode is difficult for humans to see. It means that. On the other hand, “relatively large stray capacitance” means stray capacitance in which flickering of light-emitting diodes that can be seen by humans occurs when noise is applied between the substrate region and the housing having a large stray capacitance. It means that.

浮遊容量の大小は、基板の種類、厚さや大きさ、基板に形成された配線パターンの種類、幅や厚さ、発光ダイオードの配置など、多様の方法により形成することができる。 The magnitude of the stray capacitance can be formed by various methods such as the type, thickness and size of the substrate, the type of wiring pattern formed on the substrate, the width and thickness, and the arrangement of the light emitting diodes.

絶縁体は、絶縁性の板材またはシリコーン樹脂等の樹脂からなる絶縁物など、LEDモジュールの基板と筐体との間を絶縁するものであればよい。その厚さは、浮遊容量の大きさに応じて適宜設定すればよい。 The insulator may be any material that insulates the substrate and the housing of the LED module, such as an insulating plate or an insulator made of a resin such as silicone resin. The thickness may be set as appropriate according to the size of the stray capacitance.

本発明によれば、筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の基板の他方の面と筐体との間に絶縁体が介在することにより、筐体との浮遊容量が相対的に大きい基板の領域側と筐体との間の浮遊容量が小さくなる。これにより、基板の各領域と筐体との浮遊容量が小さく、ノイズが電源装置の出力線と筐体(アース)との間に発生しても、発光ダイオードに流れる電流がアース側に漏れるのが極めて小さくなり、発光ダイオードのちらつきが防止される。 According to the present invention, since the insulator is interposed between the other surface of the substrate on the region side where the stray capacitance with the housing is relatively large and the housing, the stray capacitance with the housing is relatively reduced. The stray capacitance between the large substrate region side and the housing is reduced. As a result, the stray capacitance between each area of the board and the housing is small, and even if noise is generated between the output line of the power supply device and the housing (earth), the current flowing through the light-emitting diode leaks to the ground side. Becomes extremely small and flickering of the light emitting diode is prevented.

請求項2に記載のLED照明装置の発明は、請求項1記載のLED照明装置の発明において、前記基板は、その一方の面側に形成された配線パターンにより複数個の発光ダイオードを直列接続または直並列接続しているとともに、筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の配線パターンの幅および厚さの少なくとも一方が他の領域側よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。 The invention of the LED illumination device according to claim 2 is the invention of the LED illumination device according to claim 1, wherein the substrate has a plurality of light emitting diodes connected in series by a wiring pattern formed on one surface side thereof. It is connected in series and parallel, and at least one of the width and thickness of the wiring pattern on the region side where the stray capacitance with the housing is relatively large is formed to be larger than the other region side. And

複数個の発光ダイオードが直列接続または直並列接続されることにより、配線パターンの形成が簡素化されて、配線パターンの幅や厚さを変化させやすい。 By connecting a plurality of light emitting diodes in series or in series and parallel, the formation of the wiring pattern is simplified and the width and thickness of the wiring pattern can be easily changed.

本発明によれば、筐体との浮遊容量が相対的に大小となる基板の領域が配線パターンの幅および厚さの少なくとも一方を変化させることにより、容易に形成される。 According to the present invention, the region of the substrate in which the stray capacitance with the casing is relatively large is easily formed by changing at least one of the width and thickness of the wiring pattern.

請求項1の発明によれば、筐体との浮遊容量が相対的に大小となる基板領域が形成され、筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の基板の他方の面と筐体との間に絶縁体が配設されるので、絶縁体が基板全体と筐体との間に配設するよりも削減されてコスト低減を図ることができるとともに、電源装置をノイズの発生を防止するように高機能に構成しないので、小形化およびコスト低減を図ることができ、この結果、小形化され、低コストのLED照明装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the substrate region in which the stray capacitance with the housing is relatively large is formed, the other surface of the substrate on the region side where the stray capacitance with the housing is relatively large, and the housing Since an insulator is disposed between the power supply device and the power supply device, noise can be reduced while reducing the cost of the insulator compared to the entire substrate and the housing. Thus, since it is not configured to be highly functional, it is possible to reduce the size and reduce the cost, and as a result, it is possible to provide a LED lighting device that is reduced in size and cost.

請求項2の発明によれば、LEDモジュールの基板は、筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の配線パターンの幅および厚さの少なくとも一方が他の領域側よりも大きくなるように形成されているので、筐体との浮遊容量が相対的に大小となる基板領域を比較的容易に形成することができ、これにより、LED照明装置をさらに低コストにすることができる。 According to the invention of claim 2, in the substrate of the LED module, at least one of the width and the thickness of the wiring pattern on the region side where the stray capacitance with the housing is relatively large is larger than the other region side. Since it is formed, it is possible to relatively easily form a substrate region in which the stray capacitance with the housing is relatively large, and thereby the cost of the LED lighting device can be further reduced.

本発明の実施例1を示すLED照明装置の一部切り欠き概略側面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially cutaway schematic side view of an LED lighting device showing Embodiment 1 of the present invention. 同じく、LED照明装置の概略斜視図。Similarly, the schematic perspective view of a LED lighting apparatus. 同じく、LED照明装置の概略側面図。Similarly, the schematic side view of an LED lighting device. 同じく、LEDモジュールを示し、(a)は概略上面図、(b)は概略側面図。Similarly, an LED module is shown, (a) is a schematic top view, and (b) is a schematic side view.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明において、LEDモジュールは、基板において筐体との浮遊容量が相対的に大小となる領域が形成され、絶縁体は、筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の基板の他方の面と筐体との間に配設される。この絶縁体の配設により、筐体との浮遊容量が相対的に大きい基板領域側と筐体との間の浮遊容量が小さくなって、基板の各領域と筐体との浮遊容量は小さくなる。これにより、基板と接地された筐体(アース)との間にノイズが印加されても、発光ダイオードに流れる電流は、アース側に漏れることが極めて小さくなって、発光ダイオードのちらつきが防止される。そして、電源装置は、ノイズの発生を抑制する構成にしなくて済むので、LED照明装置の小形化、低コスト化が図られる。また、絶縁体は、筐体との浮遊容量が相対的に大きい基板領域側と筐体との間に部分的に配設され、基板全体と筐体との間に配設されるものでないので、絶縁体の使用量を削減することができ、これにより、LED照明装置を低コストに抑えることができる。 In the present invention, the LED module is formed with a region where the stray capacitance with the housing is relatively large on the substrate, and the insulator is the other side of the substrate on the region side where the stray capacitance with the housing is relatively large. It is arrange | positioned between a surface and a housing | casing. By the arrangement of the insulator, the stray capacitance between the substrate region side and the housing having a relatively large stray capacitance with the housing is reduced, and the stray capacitance between each region of the substrate and the housing is reduced. . As a result, even if noise is applied between the substrate and the grounded casing (earth), the current flowing through the light emitting diode is extremely less likely to leak to the ground side, and flickering of the light emitting diode is prevented. . Since the power supply device does not need to be configured to suppress the generation of noise, the LED lighting device can be reduced in size and cost. In addition, since the insulator is partially disposed between the housing and the substrate region side where the stray capacitance with the housing is relatively large, it is not disposed between the entire substrate and the housing. The amount of the insulator used can be reduced, and the LED lighting device can be reduced at a low cost.

図1ないし図4は、本発明の実施例1を示し、図1はLED照明装置の一部切り欠き概略側面図、図2はLED照明装置の概略斜視図、図3はLED照明装置の概略側面図、図4はLEDモジュールを示し、(a)は概略上面図、(b)は概略側面図である。 1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a partially cutaway schematic side view of an LED lighting device, FIG. 2 is a schematic perspective view of the LED lighting device, and FIG. 3 is a schematic of the LED lighting device. FIG. 4 shows an LED module, (a) is a schematic top view, and (b) is a schematic side view.

図1および図3において、LED照明装置1は、筐体2、LEDモジュール3、絶縁体4および電源装置5を有して構成されている。LED照明装置1は、天井面等に埋設されるダウンライトである。 In FIG. 1 and FIG. 3, the LED lighting device 1 includes a housing 2, an LED module 3, an insulator 4, and a power supply device 5. The LED lighting device 1 is a downlight embedded in a ceiling surface or the like.

図1において、筐体2は、器具本体6および化粧枠7を有して形成されている。器具本体6は、アルミダイキャストによって成型されており、内部にLEDモジュール3等を収納する収納空間8を有し、外面側に多様な放熱フィン9を有する略円柱状に形成されている。化粧枠7は、ABS樹脂からなり、外面側に多様な補強片10および円形状のフランジ部11を有する略椀状に形成されている。化粧枠7は、器具本体6の放熱フィン9,9間の上面から図示しないねじによりねじ止めされて、器具本体6と一体化している。 In FIG. 1, the housing 2 is formed having an instrument body 6 and a decorative frame 7. The instrument body 6 is molded by aluminum die casting, has a storage space 8 for storing the LED module 3 and the like inside, and is formed in a substantially cylindrical shape having various heat radiation fins 9 on the outer surface side. The decorative frame 7 is made of ABS resin, and is formed in a substantially bowl shape having various reinforcing pieces 10 and a circular flange portion 11 on the outer surface side. The decorative frame 7 is screwed with a screw (not shown) from the upper surface between the radiating fins 9, 9 of the instrument body 6 and is integrated with the instrument body 6.

そして、化粧枠7の内面7aは、例えば白色塗装により反射面に形成されていて、LEDモジュール3からの放射光を出射する筐体2の開口部12となっている。開口部12の最奥側は、環状の段部13に形成されている。この段部13には、透光性カバー14が固定されることなく設けられている。透光性カバー14は、例えばアクリル樹脂からなり、円板状に形成されている。また、化粧枠7の外面には、フランジ部11との間で天井面等を挟持することにより筐体2を天井等に固定する一対の取付けばね15,15が取り付けられている。 And the inner surface 7a of the decorative frame 7 is formed in the reflective surface, for example by white coating, and becomes the opening part 12 of the housing | casing 2 which radiate | emits the radiated light from the LED module 3. FIG. The innermost side of the opening 12 is formed in an annular step 13. The step portion 13 is provided with a translucent cover 14 without being fixed. The translucent cover 14 is made of, for example, acrylic resin and is formed in a disk shape. A pair of attachment springs 15, 15 are attached to the outer surface of the decorative frame 7 to fix the housing 2 to the ceiling or the like by sandwiching the ceiling surface or the like with the flange portion 11.

筐体2は、図2に示すように、器具本体6の上端側に天板16が取り付けられており、この天板16に端子台17が配設されている。この端子台17には、図3に示すように、電源装置5から導出された電源コード18の先端側に取り付けられたコネクタ19が着脱自在に取り付けられる。そして、端子台17にコネクタ18が取り付けられると、電源コード18の図示しないアース線がアルミダイキャストからなる器具本体6に電気接続される。すなわち、筐体2は、電源装置5を介して接地電位となっている。 As shown in FIG. 2, the casing 2 has a top plate 16 attached to the upper end side of the instrument body 6, and a terminal block 17 is disposed on the top plate 16. As shown in FIG. 3, a connector 19 attached to the distal end side of the power cord 18 led out from the power supply device 5 is detachably attached to the terminal block 17. Then, when the connector 18 is attached to the terminal block 17, a ground wire (not shown) of the power cord 18 is electrically connected to the instrument body 6 made of aluminum die cast. That is, the housing 2 is at the ground potential via the power supply device 5.

LEDモジュール3は、図1に示すように、器具本体6の収納空間8に配設されている。そして、LEDモジュール3は、複数個の発光ダイオード20および基板21を有して形成され、発光ダイオード20が化粧枠7の開口部12側に面するようにし、発光ダイオード20の放射光が開口部12から外方に出射されるように筐体2内に配設されている。 As shown in FIG. 1, the LED module 3 is disposed in a storage space 8 of the instrument body 6. The LED module 3 includes a plurality of light emitting diodes 20 and a substrate 21 so that the light emitting diodes 20 face the opening 12 side of the decorative frame 7, and the emitted light of the light emitting diodes 20 is opened. 12 is disposed in the housing 2 so as to be emitted outward.

発光ダイオード20は、面実装形であり、可視光例えば白色光を放射するように形成されている。また、基板21は、例えば1mmの厚さを有するアルミニウム(Al)板からなり、図4に示すように、図示しない
絶縁層を介して一方の面21a側に複数個の発光ダイオード20を同心円状に実装している。すなわち、発光ダイオード20は、基板21の中心21cの周りに4個、その外側に8個、さらにその外側に14個が同心円上で略等間隔となるようにして実装されている。
The light emitting diode 20 is a surface mount type and is formed so as to emit visible light, for example, white light. The substrate 21 is made of, for example, an aluminum (Al) plate having a thickness of 1 mm. As shown in FIG. 4, a plurality of light emitting diodes 20 are concentrically arranged on one surface 21a side through an insulating layer (not shown). Is implemented. That is, four light emitting diodes 20 are mounted around the center 21 c of the substrate 21, eight on the outer side, and 14 on the outer side so as to be substantially equidistantly spaced on a concentric circle.

基板21の一方の面21aの外周端側には、コネクタ部22が配設されている。このコネクタ部22には、基板21の他方の面21b側へ配線されて端子台17に接続されているリード線23が取り付けられている。 A connector portion 22 is disposed on the outer peripheral end side of the one surface 21 a of the substrate 21. A lead wire 23 wired to the other surface 21 b side of the substrate 21 and connected to the terminal block 17 is attached to the connector portion 22.

そして、基板21の一方の面21aには、図示しない絶縁層を介して銅箔からなる複数個の配線パターン24が形成されている。この配線パターン24は、その幅およびパターン形状が異なっていて、複数個の発光ダイオード20を直列接続してコネクタ部22に接続している。そして、基板21の中心21cよりも図4(a)中左側の領域の配線パターン24,24間は、同じく右側の領域の配線パターン24,24間よりも大きい絶縁距離となるように形成されている。すなわち、基板21の一方の面21aにおいて、図4(a)中右側の領域の配線パターン24の合計面積(銅箔面積)が図4(a)中左側の領域の配線パターン24の合計面積(銅箔面積)よりも大きくなるように形成している。 A plurality of wiring patterns 24 made of copper foil are formed on one surface 21a of the substrate 21 via an insulating layer (not shown). The wiring pattern 24 is different in width and pattern shape, and a plurality of light emitting diodes 20 are connected in series and connected to the connector portion 22. Then, the distance between the wiring patterns 24 and 24 in the region on the left side in FIG. 4A from the center 21c of the substrate 21 is formed to be larger than the distance between the wiring patterns 24 and 24 in the right region. Yes. That is, on one surface 21a of the substrate 21, the total area (copper foil area) of the wiring pattern 24 in the right region in FIG. 4A is equal to the total area of the wiring pattern 24 in the left region in FIG. It is formed so as to be larger than (copper foil area).

また、図4(a)中右側の領域の配線パターン24の厚さは、例えば50μmに形成され、図4(a)中左側の領域の配線パターン24の厚さ例えば35μmよりも大きくしている。上記により、LEDモジュール3を単独で筐体2の収納空間8に収納、配設した状態では、基板21の図4(a)中右側の領域と筐体2との間には、大きい浮遊容量が発生し、基板21の図4(a)中左側の領域と筐体2との間には、小さい浮遊容量が発生するものである。すなわち、LEDモジュール3は、筐体2との配置関係において基板21に発生する浮遊容量が相対的に大小となる領域が強制的に形成されているものである。ここで、前記小さい浮遊容量は、直列接続された発光ダイオード20に所定の直流電圧が印加されたときに、当該浮遊容量を介してアース側に漏れる電流が極めて小さくなるものに設定されている。 Also, the thickness of the wiring pattern 24 in the right region in FIG. 4A is formed to 50 μm, for example, and is larger than the thickness of the wiring pattern 24 in the left region in FIG. . As described above, when the LED module 3 is housed and disposed in the housing space 8 of the housing 2 alone, a large stray capacitance is present between the housing 2 and the region on the right side of the substrate 21 in FIG. A small stray capacitance is generated between the region on the left side of the substrate 21 in FIG. That is, the LED module 3 is forcibly formed with a region in which the stray capacitance generated on the substrate 21 is relatively large in the arrangement relationship with the housing 2. Here, the small stray capacitance is set such that when a predetermined DC voltage is applied to the light emitting diodes 20 connected in series, a current leaked to the ground side through the stray capacitance becomes extremely small.

なお、基板21は、発光ダイオード20およびコネクタ部22等を除く配線パターン24の表面および配線パターン24の非形成部分に図示しない絶縁層が形成されている。 Note that the substrate 21 has an insulating layer (not shown) formed on the surface of the wiring pattern 24 excluding the light emitting diode 20 and the connector portion 22 and on the portion where the wiring pattern 24 is not formed.

また、配線パターン24は、複数個の発光ダイオード20を直並列接続するように、その幅、パターン形状や厚さ等が形成されていてもよい。この場合においても、筐体2との配置関係において基板21に発生する浮遊容量が相対的に大小となる領域が形成されるものである。 Further, the wiring pattern 24 may have a width, a pattern shape, a thickness, and the like so that a plurality of light emitting diodes 20 are connected in series and parallel. Even in this case, a region where the stray capacitance generated in the substrate 21 is relatively large in the arrangement relationship with the housing 2 is formed.

そして、基板21の中心21cには、孔25が形成されている。この孔25には、図示しないねじが挿通され、図4(b)に示すように、スペーサ26を介して、当該ねじが筐体2の図示しないねじ孔にねじ込まれる。これにより、LEDモジュール3は、筐体2の収納空間8において、筐体2に仮固定される。スペーサ26は、ねじが貫通される中空を有する円筒状に形成されており、その全長分、基板21を筐体2から離間させている。 A hole 25 is formed in the center 21 c of the substrate 21. A screw (not shown) is inserted into the hole 25, and the screw is screwed into a screw hole (not shown) of the housing 2 via a spacer 26 as shown in FIG. Thereby, the LED module 3 is temporarily fixed to the housing 2 in the storage space 8 of the housing 2. The spacer 26 is formed in a cylindrical shape having a hollow through which a screw passes, and the substrate 21 is separated from the housing 2 by the entire length thereof.

また、基板21は、その中心21cから所定距離の同心円上に、図4(a)に示すように、等間隔で4個の孔27が形成されている。この孔27は、筐体2の器具本体6の上面から器具本体6を貫通するねじが、図4(b)に示すように、スペーサ28を介して挿通されるものである。スペーサ28は、スペーサ26よりも径大に形成されているが、その全長は、スペーサ26と同等に形成されている。 In addition, the substrate 21 has four holes 27 formed at equal intervals on a concentric circle at a predetermined distance from the center 21c, as shown in FIG. In the hole 27, a screw that penetrates the instrument main body 6 from the upper surface of the instrument main body 6 of the housing 2 is inserted through a spacer 28 as shown in FIG. The spacer 28 is formed to have a diameter larger than that of the spacer 26, but its entire length is formed to be equal to the spacer 26.

図1において、基板21の孔27を挿通したねじは、反射板ユニット29にねじ込まれるものである。これにより、LEDモジュール3は、スペーサ26およびスペーサ28と、反射板ユニット29とにより挟持されて、筐体2の収納空間8において、器具本体6に固定されている。 In FIG. 1, the screw inserted through the hole 27 of the substrate 21 is screwed into the reflector unit 29. Thus, the LED module 3 is sandwiched between the spacer 26 and the spacer 28 and the reflector unit 29 and is fixed to the instrument body 6 in the storage space 8 of the housing 2.

反射板ユニット29は、例えばPC/ASAからなり、発光ダイオード20を個々に包囲する反射板30が形成されている。反射板30は、略方物体に形成されており、発光ダイオード20の放射光による配光を制御するものである。そして、反射板30は、筐体2の器具本体6と化粧枠7が一体化されたときに、透光性カバー14に近接するように、その大きさが設定されている。 The reflector unit 29 is made of, for example, PC / ASA, and a reflector 30 that individually surrounds the light emitting diodes 20 is formed. The reflector 30 is formed in a substantially rectangular object, and controls the light distribution by the emitted light of the light emitting diode 20. The size of the reflector 30 is set so as to be close to the translucent cover 14 when the appliance body 6 and the decorative frame 7 of the housing 2 are integrated.

絶縁体4は、例えばシリコーン樹脂からなり、図4(b)に示すように、基板21の他方の面21bと筐体2との間に配設されている。そして、基板21において、筐体2との浮遊容量が大きい領域側と筐体2との間に配設されているものである。すなわち、基板21の図4(a)中の右側の領域の他方の面21bと、筐体2との間に絶縁体4としてのシリコーン樹脂が埋め込まれている。そして、基板21の図4(a)中の左側の領域の他方の面21bと筐体2との間は、空間となっている。 The insulator 4 is made of, for example, a silicone resin, and is disposed between the other surface 21b of the substrate 21 and the housing 2 as shown in FIG. And in the board | substrate 21, it arrange | positions between the area | region side with a large floating capacitance with the housing | casing 2, and the housing | casing 2. FIG. That is, a silicone resin as the insulator 4 is embedded between the housing 21 and the other surface 21b of the right region of the substrate 21 in FIG. A space is formed between the other surface 21b of the left region of the substrate 21 in FIG.

電源装置5は、図3に示すように、電源ユニット31に収納されている。電源ユニット31からは、電源装置5の出力線およびアース線を備える電源コード18が導出され、コネクタ19により、筐体2の端子台17に着脱自在に接続されている。 As shown in FIG. 3, the power supply device 5 is accommodated in a power supply unit 31. A power cord 18 having an output line and a ground line of the power supply device 5 is led out from the power supply unit 31 and is detachably connected to the terminal block 17 of the housing 2 by a connector 19.

電源装置5は、LEDモジュール3の発光ダイオード20を点灯させる周知の回路で形成されている。そして、電源装置5および電源ユニット31は、図示しないアース線により接地されており、筐体2の金属製の器具本体6を接地させている。 The power supply device 5 is formed of a known circuit that lights the light emitting diode 20 of the LED module 3. The power supply device 5 and the power supply unit 31 are grounded by a ground wire (not shown), and the metal instrument body 6 of the housing 2 is grounded.

次に、本発明の実施例1の作用について述べる。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.

発光ダイオード20は、その点灯により熱が発生する。この熱を迅速に伝達して放熱させるために、LEDモジュール3の基板21は、熱伝導性の良好な金属板例えばアルミニウム(Al)板が用いられる。また、基板21が樹脂であっても、その表面に金属膜を形成して伝熱を向上させている。また、筐体2は、外部空間への放熱性を向上させること等により、アルミニウム(Al)などの金属で形成されている。 The light emitting diode 20 generates heat when turned on. In order to quickly transmit and dissipate this heat, the substrate 21 of the LED module 3 is a metal plate having good thermal conductivity, such as an aluminum (Al) plate. Even if the substrate 21 is a resin, a metal film is formed on the surface to improve heat transfer. The housing 2 is made of a metal such as aluminum (Al) by improving heat dissipation to the external space.

このように、基板21および筐体2がそれぞれ金属で形成されると、それらの間に必然的に浮遊容量が発生する。この浮遊容量は、発光ダイオード20に流れる電流をアース側に漏れさせるほどの大きい容量となっている。基板21および筐体2の間の浮遊容量を小さくするには、配線パターン24を形成する金属膜(銅箔)の面積を小さくすることがひとつの方法であるが、この場合、発光ダイオード20に発生した熱が金属膜を介して迅速に伝熱しにくくなり、発光ダイオード20が温度上昇して短寿命になるおそれがある。 Thus, if the board | substrate 21 and the housing | casing 2 are each formed with a metal, a stray capacitance will inevitably generate | occur | produce between them. This stray capacitance is large enough to cause the current flowing through the light emitting diode 20 to leak to the ground side. In order to reduce the stray capacitance between the substrate 21 and the housing 2, one method is to reduce the area of the metal film (copper foil) forming the wiring pattern 24. The generated heat is difficult to transfer quickly through the metal film, and the light emitting diode 20 may rise in temperature and have a short life.

また、基板21および筐体2の間の浮遊容量を小さくする他の方法として、基板21および筐体2の間に絶縁体4を配設することが行われている。例えば、絶縁体4としてのシリコーン樹脂を基板21および筐体2の間に埋め込み、介在させている。しかし、当該シリコーン樹脂は、少なくとも基板21および筐体2の間の全域に介在させるので、その使用量が多く、LED照明装置のコスト高の一要素となっている。 As another method for reducing the stray capacitance between the substrate 21 and the housing 2, the insulator 4 is disposed between the substrate 21 and the housing 2. For example, a silicone resin as the insulator 4 is embedded and interposed between the substrate 21 and the housing 2. However, since the silicone resin is interposed at least across the entire area between the substrate 21 and the housing 2, the amount of the silicone resin used is large, which is an element of high cost of the LED lighting device.

しかしながら、本発明のLED照明装置1は、その筐体2の金属製の器具本体6には、筐体2との浮遊容量が大きい基板21の領域側(図4(a)中右側の領域)の他方の面21bと、器具本体6との間に絶縁体4であるシリコーン樹脂が配設されている。この絶縁体4が配設されていることにより、筐体2との浮遊容量が大きい基板21の領域側と、器具本体6との間の浮遊容量が小さくなる。基板21は、その全体の領域に亘って、器具本体6との浮遊容量が小さくなる。 However, in the LED lighting device 1 of the present invention, the metal fixture body 6 of the housing 2 has a substrate 21 having a large stray capacitance with the housing 2 (region on the right side in FIG. 4A). A silicone resin, which is an insulator 4, is disposed between the other surface 21 b and the instrument body 6. By providing the insulator 4, the stray capacitance between the region of the substrate 21 having a large stray capacitance with the housing 2 and the instrument body 6 is reduced. The substrate 21 has a small stray capacitance with the instrument body 6 over the entire area.

そして、電源装置6から所定の電力が供給され、筐体2の端子台17に接続されている出力線23と器具本体6との間にノイズが発生しても、器具本体6と基板21との間の浮遊容量を介して、発光ダイオード20に流れる電流がアース側に漏れるのが極めて小さくなる。この結果、発光ダイオード20のちらつきが防止される。 Even if predetermined power is supplied from the power supply device 6 and noise is generated between the output body 23 connected to the terminal block 17 of the housing 2 and the instrument body 6, the instrument body 6 and the substrate 21 It is extremely small that the current flowing through the light emitting diode 20 leaks to the ground side through the stray capacitance. As a result, flickering of the light emitting diode 20 is prevented.

そして、発光ダイオード20の点灯により、図4(a)中右側の領域に発生した発光ダイオード20からの熱は、配線パターン24および図示しない絶縁層を介して基板21に伝熱される。また、図4(a)中左側の領域に発生した発光ダイオード20からの熱は、配線パターン24および図示しない絶縁層を介して基板21に伝熱され、さらに、図4(a)中右側の領域の配線パターン24に伝熱されて基板21に伝熱される。 Then, the light from the light emitting diode 20 generated in the region on the right side in FIG. 4A due to the lighting of the light emitting diode 20 is transferred to the substrate 21 through the wiring pattern 24 and an insulating layer (not shown). Further, heat from the light emitting diode 20 generated in the left region in FIG. 4A is transferred to the substrate 21 through the wiring pattern 24 and an insulating layer (not shown), and further, on the right side in FIG. 4A. Heat is transferred to the wiring pattern 24 in the region and transferred to the substrate 21.

基板21に伝熱した熱は、基板21から絶縁体4に伝熱され、絶縁体4から筐体2(器具本体6)に伝熱されて、筐体2から外部空間に放出される。こうして、基板21の図4(a)中右側の領域に実装された発光ダイオード20の温度上昇が抑制されるとともに、図4(a)中左側の領域に実装された発光ダイオード20の温度上昇が抑制される。すなわち、基板21の図4(a)中左側の領域は、その領域に実装された発光ダイオード20の温度上昇を抑制でき、かつ筐体2との浮遊容量が小さくなる配線パターン24の合計面積を有するように、その配線パターン(銅箔)24が形成されている。 The heat transferred to the substrate 21 is transferred from the substrate 21 to the insulator 4, transferred from the insulator 4 to the housing 2 (the instrument body 6), and released from the housing 2 to the external space. In this way, the temperature rise of the light emitting diode 20 mounted in the right region in FIG. 4A of the substrate 21 is suppressed, and the temperature rise of the light emitting diode 20 mounted in the left region in FIG. It is suppressed. That is, the area on the left side of the substrate 21 in FIG. 4A represents the total area of the wiring pattern 24 that can suppress the temperature rise of the light emitting diode 20 mounted in the area and reduce the stray capacitance with the housing 2. As shown, the wiring pattern (copper foil) 24 is formed.

上述したように、筐体2との浮遊容量が相対的に大小となる基板21の領域を形成して、筐体2との浮遊容量が大きい領域側の基板21の他方の面21bと筐体2との間に絶縁体4を配設させることにより、絶縁体4が基板21全体と筐体2との間に配設するよりも削減されてコスト低減を図ることができる。また、電源装置5をノイズの発生を防止するように高機能に構成しないので、電源装置5の小形化およびコスト低減を図ることができ、これにより、LED照明装置1を小形化し、低コスト化することができる。 As described above, the region of the substrate 21 where the stray capacitance with the housing 2 is relatively large is formed, and the other surface 21b of the substrate 21 on the region side where the stray capacitance with the housing 2 is large and the housing By disposing the insulator 4 between the two, the insulator 4 can be reduced as compared with the case where the insulator 4 is disposed between the entire substrate 21 and the housing 2, and cost can be reduced. In addition, since the power supply device 5 is not configured to have a high function so as to prevent the generation of noise, the power supply device 5 can be reduced in size and cost, thereby reducing the size of the LED lighting device 1 and reducing the cost. can do.

そして、筐体2との浮遊容量が相対的に大小となる基板21の領域は、配線パターン24の幅および厚さ等の大きさにより容易に形成することができるので、LED照明装置1をさらに低コストにすることができる。 The region of the substrate 21 where the stray capacitance with the housing 2 is relatively large can be easily formed depending on the size, such as the width and thickness, of the wiring pattern 24. The cost can be reduced.

本発明は、LED電球などの電球型ランプや天井等の造営物に取り付けられる照明器具に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a lighting fixture attached to a light bulb type lamp such as an LED bulb or a construction such as a ceiling.

1…LED照明装置、 2…筐体、 3…LEDモジュール、 4…絶縁体、 5…電源装置、 12…開口部、20…発光ダイオード、 21…基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... LED lighting apparatus, 2 ... Housing | casing, 3 ... LED module, 4 ... Insulator, 5 ... Power supply device, 12 ... Opening part, 20 ... Light emitting diode, 21 ... Board | substrate

Claims (2)

開口部を有し、接地される金属製の筐体と; 発光ダイオードが一方の面側に実装された基板を有し、発光ダイオードの放射光が筐体の開口部から外方に出射されるように筐体内に配設され、前記筐体との配置関係において前記基板に発生する浮遊容量が相対的に大小となる領域が形成されているLEDモジュールと; 筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の基板の他方の面と筐体との間に配設された絶縁体と; LEDモジュールの発光ダイオードを点灯する電源装置と;を具備していることを特徴とするLED照明装置。 A metal housing that has an opening and is grounded; and a substrate on which the light emitting diode is mounted on one surface side, and the emitted light of the light emitting diode is emitted outward from the opening of the housing An LED module that is disposed in the housing and has a region in which the stray capacitance generated in the substrate is relatively large in the arrangement relationship with the housing; and the stray capacitance with the housing is relative And an insulator disposed between the other surface of the substrate on the large area side and the housing; and a power supply device for lighting the light emitting diode of the LED module. . 前記基板は、その一方の面側に形成された配線パターンにより複数個の発光ダイオードを直列接続または直並列接続しているとともに、筐体との浮遊容量が相対的に大きい領域側の配線パターンの幅および厚さの少なくとも一方が他の領域側よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1記載のLED照明装置。 The substrate has a plurality of light emitting diodes connected in series or in series and parallel with a wiring pattern formed on one side of the substrate, and a wiring pattern on a region side where the stray capacitance with the housing is relatively large. 2. The LED lighting device according to claim 1, wherein at least one of the width and the thickness is formed so as to be larger than the other region side.
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JP2021114364A (en) * 2020-01-16 2021-08-05 プライム・スター株式会社 Light-emitting body installation structure

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